만분의 1 값에 감응제 개발염료에 형광물질 섞어 자외선까지 전기로 바꿔
백운규 한양대 교수팀이 개발한 태양전지.웨이퍼 한 장에 태양전지 소자 여러 개를 겹쳐 성장시킨다. 백운규 한양대 교수 제공
석상일 한국화학연구원 소자재료연구센터 책임연구원팀은 태양전지의 ‘빛 감응 염료’를 ‘반도체 나노입자’로 바꿔 제조비용을 낮추는 데 성공했다. 태양빛을 전기로 바꾸려면 빛을 흡수해 전자를 방출하는 빛 감응 염료가 필요하다. 이 염료는 1g의 가격이 수십만 원에 이른다. 석 책임연구원팀은 이를 대체할 수 있는 반도체 나노입자를 개발했다. 이 입자의 가격은 1g에 수십 원에 불과하다.
석 책임연구원은 “반도체 나노입자는 빛을 흡수해 전자를 방출하는 효율도 기존 염료보다 높다”며 “태양전지 기술을 실생활에 활용할 수 있도록 비용 대비 효율을 높이는 데 성공한 셈”이라고 밝혔다. 태양전지 제품은 과거에도 많이 개발됐지만 가격이 높아 상용화가 어려웠다.
백운규 한양대 에너지공학과 교수팀은 태양전지를 대량생산할 수 있는 연구를 하고 있다. 태양전지를 성장시키는 ‘웨이퍼’에 태양전지 여러 개를 겹쳐 만드는 방식으로 제작비용과 공정시간을 10분의 1로 줄이는 기술이다. 백 교수는 “웨이퍼 한 장에 태양전지 소자를 40층까지 겹칠 수 있다”며 “값비싼 웨이퍼를 적게 사용하고도 많은 태양전지를 얻을 수 있다”고 말했다. 또 그는 “태양전지 를 만드는 기술은 반도체 제작 기술과 겹치는 부분이 많다”며 “세계 수준의 반도체 기술을 보유한 한국이 그만큼 유리할 것”이라고 덧붙였다.
이영혜 동아사이언스 기자 yhlee@donga.com